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【軍事】William:國慶閱兵預演 展示高機密無人機?

傳聞是DF-17中程導彈,不過中間似乎並不連續,頭段更像一架載具,有可能是某種高超音速無人機的加速用火箭。(網絡圖片)

 

 

由北京消息方面得知,剛過去的周末至周日凌晨(9月14日至15日),解放軍再次為建國70周年國慶閱兵進行彩排工作,不過和7至8日第一次彩排不同的是,今次主要是進行裝備彩排。是次彩排雖然已展出所有需要檢閱的裝備,但仍有很多機密度較高的是用帆布蓋著,未能一窺全貌。

現時所見,「國之重器」中程及遠程戰略導彈武器仍然是重點,但在無人機展示行列卻展示了令人意外的裝備,分別是大型飛翼隱身無人偵察機,以及疑似高超音速無人偵察機。由於解放軍從來沒有展示未列裝部隊裝備的習慣,故有理由相信今次展示的兩種裝備已經列裝。

2013年版本的利劍與2019年版本大型無人攻擊 / 偵察UAV比較,原作為戰鬥機主要特徵的劍散尾噴已經消失。(網絡圖片)

 

大型飛翼隱身無人攻擊/偵察機

大型飛翼無人機似乎是2013年開始試飛的利劍無人飛翼驗證機的改良型 / 放大型,長度由稍早前的閱兵村衛星照片判斷,長約10-12米,採用較大的後掠角設計,只稍小於俄國現時仍在試驗中的獵人B型無人攻擊機及美國海軍X-47B型無人隱身攻擊機驗證機。現時該機雖然仍蒙著布,但後部機身仍然非常圓滑,有可能2013年出現時仍然裝上的臨時圓形噴嘴RD-93發動機,已經更換成更具隱身特性的幾何噴口無加力型國產渦扇發動機。由於類似的飛翼無人機隱身性極強但並非理想的戰鬥機氣動構形(飛翼雖然有非常強的升力,但在超音速時會極不穩定,且在沒有垂尾、只靠水平翼舵面差動的情況下,水平機動性能會相當遲緩),通常裝上一般劍散噴嘴這種在加力狀態能控制推力但破壞隱身的東西,只是試飛時的應急方法。

12-13米長、全重約20噸級的飛翼型UCAV,似乎會成為新世代無人攻擊 / 偵察機的主要潮流,左為X-47B型驗證機(美軍暫沒有軍用化的計劃),右為C-70B獵人B型無人攻擊機試驗機,相對於F/A-18E及SU-27系的中重 / 重型戰鬥機,這類UCAV的個頭絕對不小。(網絡圖片)

 

另外,若果這種無人機若然已服役,這亦將是解放軍空軍第一種具備全向隱身能力的作戰飛機,全機只有四個較強的雷達波反射方向,若在細部處理上做得更好,隱身能力將會相當強悍。如果該機可以搭庫武裝,考慮軍推推力及飛翼帶來的強力升力,內置1500-2000公斤的導引彈葯應該沒有任何問題。

去年流出的試飛圖,不過由於噴嘴部分被機身遮住,當時普遍軍迷還以為是利劍UAV驗證機幾年前的試飛照。(網絡圖片)

 

較高超音速無人偵察機:無偵8(WJ-8)

不過最令軍事研究者及愛好者意外的是,今次展示的無人機中有一部機身很長、很薄且後掠角很大的機體。參與剛剛於15日早上流傳開來的閱兵村村內彩排圖片顯示,這應是一架高後掠角三角翼的無人機,只是彩排時拆掉部分機翼而已。由機身氣動外形、兩年前的八股文及去年才出現的衛星圖顯示,這極可能是傳聞已久、由成都飛機設計公司設計的無偵8型超音速無人偵察機。

洛竭D-21B無人偵察機。由於沒有裝備渦噴引擎,體積只有無偵8一半左右,但需要以火箭加速到一定追度,才能讓衝壓引擎開動,至少3次發射失敗是衝壓引擎在空中無法有效啟動之故。另外,本機主要依靠B-52掛載發射。 (資料來源:美國空軍)

 

類似的超音速無人偵察機早在冷戰時期已經出現,但量產並正式服役的只有一種,即由著名的臭鼬工程所設計的洛竭美國D-21B型無人偵察機,其可作3.5M超音速巡航,並有5600公里的單程航程,一旦使用就不會回收,嚴格來說是A-12 / SR-71高速偵察機的衍生產品。然而由於當時科技限制,本機的機電設備似乎極易故障,且發射成功率很低,17次任務發射中只有7次飛完全程。甚至至少有一架落到中國手上,該殘骸現時還在中國軍事博物館中展示。

剛於昨天(9月14日)流出的近距離照片。雖然拆了機翼且機身蒙布,但仍依稀可見邊條位置及進氣道。(網絡圖片)

 

關於無偵8的一些技術性能及設計特點,到近年的論文、衛星圖片及「八股文」中才有一點線索。現時知道的是,此機足足有12公尺長,比D-21B長了整整一倍。而且氣動布局亦大有差異:D-21B是機鼻進氣的衝壓引擎布局,但無偵8現時唯一一張平角度的照片而言,進氣口構造不在機首而在機腹,這與很多高超音速飛行器都很相似:由於機底十分平滑,而且翼邊條一直伸延到機鼻,故在超音速飛行時,超音速氣流會在機底形成激波,激波可帶給機底額外的升力與壓力,令飛機好像被震波托起一般,故這種構形被稱為乘波體。乘波體在以超音速飛行時有三大特點,即低阻力,大升力及大升阻比。對於較高的超音速飛行尤為重要。

早期J-58噴射引擎與現時較流行的TBCC的比較。(網絡圖片)

 

配合良好的升力體構形,就現時所知該機可能使用渦噴 / 衝壓組合推進發動機系統(turbojet/ramjet combined cycle engine (TBCC)),即是以一部渦噴引擎進行巡航,開始拉近目標時加速到衝壓引擎能運作的速度(如1.5馬赫後)就使用衝壓引擎繼續加速。早期的J-58引擎就是用這個設計,次音速及低超音速飛行時使用引擎艙內的渦噴引擎,進一步加速後則利用引擎艙與引擎間的通道引導並壓縮氣流,全送進後燃器點火,此時渦噴引擎關機空轉。由於只有後燃器啟動,耗油其實比一般的AB加力小,加上更大量空氣壓縮,故可維持更長的加力超音速飛行之餘,速度可以更高。

不過由於這種用發動機艙壓縮及引射空氣的效率較差,從而影響燃燒室內燃燒效率,故最好有一條專用通道讓空氣更均勻壓縮通過,這就是現時TBCC的設計特點,另外如果是機腹進氣,配合乘波體預先壓縮空氣,引擎的壓縮燃燒效率更佳。事實上,SR-72現時所展示的設計也是這樣,只是洛竭馬丁使用的將會是超燃速衝壓引擎。由於現時所有已試驗過的超燃速衝厭引擎都未能持續運作超過3.5分鐘,並未有實用性,故無偵8相信仍採用上世代的亞燃速衝壓引擎,速度不會超過4.5M/小時。

左圖是論文中出現的無偵8型(當時稱為超音速無人偵察機方案)早期預想圖,似乎比實機還大1/3,但基本架構相同,只是進氣道似乎較前;中圖是去年6月流出的”新無人偵察機”衛星照片,估計是展示給領導觀看(同時也是給衛星拍照的),照片中可見右翼與左翼不一樣,似乎間接證明論文”可換翼形”的說法;右圖是去年一次軍隊慶祝活動中背景顯示的某部隊隊徽,當時一般都以為是轟20,但就現時來看,似乎更接近無偵8型。某位CG作者以隊徵及當時已有資料畫的CG圖,然而外形似乎不太接近現時所知,且機身也顯得過厚,另外翼梢小翼似乎也是可更換的。(網絡圖片)

 

無偵8有另一個特點:似乎可依任務形式改變翼形,以求達到更佳氣動效果。就現時所見,雖然高速機本身就不利隱身(熱能高,加上普偏認為過高的速度會破壞隱身塗層),但無偵8在氣動構形上仍有加入相當的隱身設計,例如幾乎伸延到頂端的邊條、無垂尾設計、更高的翼身融合設計及隱閉性較強的機腹進氣道等。另外,由早期論文示例、去年衛星照片及懷疑隊徽設計所顯示,本機可透過更換翼梢部件,對飛機氣動性能作局部改變,以配合不同任務,例如可選擇更大面積及後掠角較小的翼梢,以配合返回式任務時加強起降操作性;裝上有上反翼梢小翼以進一步減阻,延長續航能力;或者保留原有三角翼形,以達到最佳的速度效果。

最新可加油版本的轟6N型轟炸機。照片中原彈艙部分經過處理,但炸彈艙結構已經消失。(網絡圖片)

 

當然,這機究竟以什麼方法進行投射,暫時也是個謎,雖然可自主動力起降,但可以肯定的是相當耗費燃料。由於空軍的轟六N型機服下有淺坑可裝進大型外掛彈械,估計也可以掛載12米長的載機,報行遠距離高速偵察任務。有一個說法指出,本機似乎亦可以在ASBM發動攻擊並飛臨目標前,以高速及航母戰鬥群難以攔截的高度(35-40公里高)對航母戰鬥群執行單機突入式偵察,為飛行中的彈群進行最後的目標指示工作。

翔龍(右)及神雕(中)UAV翼展分別有25米及42米,即使在長安大街上拖行也非常”危險”。右圖是神雕、翔龍(含早期型)及天翼III型(同樣含早期型)的比較圖,天翼III型是與翔龍競爭失敗的機型,現只作為外銷品出售而已。(網絡圖片)

 

後記:未能展示的其他新世代無人機

今次比較意外的是,目前已量產的翔龍無人機及可能已進入最後測試階段的神雕無人機並不在地面展示之列,有可能由於兩機翼展太大(翔龍25米,神雕更達42米),前者幾乎已佔滿長安大街的五線行車道,後者翼展比波音757的更闊,根本難以拖行展示;而由於以無人機飛越城市上空有一定的安全風險,故幾乎肯定也不會進行空中分列式展示。

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William Lam
現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

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